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中国塑料 2015年第9期29卷 85-91页

作者：高岗谢林生马玉录刘迎陈涛华东理工大学绿色高效过程装备与节能教育部工程研究中心上海200237

运用有限元分析软件Polyflow对不同结构和不同螺杆转速下的修正Maddock混炼元件流场进行三维非等温数值模拟,得到了流场的压力、速度、温度和剪切速率的分布;利用粒子示踪法(PTA)对不同结构和不同螺杆转速的修正Maddock混炼元件流场内... 详细信息

运用有限元分析软件Polyflow对不同结构和不同螺杆转速下的修正Maddock混炼元件流场进行三维非等温数值模拟,得到了流场的压力、速度、温度和剪切速率的分布;利用粒子示踪法(PTA)对不同结构和不同螺杆转速的修正Maddock混炼元件流场内聚合物熔体所经历的混合过程进行模拟,并对结果进行了统计学分析;通过比较平均解聚功等参数对不同结构和不同螺杆转速下修正Maddock混炼元件的分散混合效果进行分析研究,并借助实验进行验证。结果表明,等腰反向型修正Maddock混炼元件对聚合物熔体的剪切作用和分散混合性能最好;适当提高螺杆转速可以有效地促进物料的分散混合。

关键词：修正Maddock混炼元件三维非等温数值模拟分散混合效果

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气辅共挤成型界面稳定性数值模拟及实验研究

气辅共挤成型界面稳定性数值模拟及实验研究

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作者：戚宁南昌大学

学位级别：硕士

气辅共挤成型是一种将气辅挤出技术和共挤成型技术结合在一起新型的共挤成型技术,它是通过气体辅助控制系统和气体辅助共挤出口模,使挤出时在挤出口模壁面形成一层稳定的气垫膜层,挤出由非滑移粘着剪切口模挤出方式转换为完全滑移非粘... 详细信息

气辅共挤成型是一种将气辅挤出技术和共挤成型技术结合在一起新型的共挤成型技术,它是通过气体辅助控制系统和气体辅助共挤出口模,使挤出时在挤出口模壁面形成一层稳定的气垫膜层,挤出由非滑移粘着剪切口模挤出方式转换为完全滑移非粘着剪切口模挤出方式,以降低剪切应力,改善共挤成型的界面稳定性。本文在前人研究的基础上对气辅共挤成型进行了三维粘弹非等温理论及实验研究,主要研究工作如下: 1、针对气辅共挤成型的特点,以及黏性耗散和口模壁面与熔体可能存在的热量交换,基于流变学,流体动力学理论及聚合物热性能,经合理假设,建立描述气辅共挤成型过程的全三维非等温粘弹性数学模型。 2、采用Giesekus粘弹本构方程、针对黏性耗散及界面不稳定性模拟传统共挤出与气辅共挤出中熔体在口模内的流动以及共挤界面情况。 3、通过数值模拟,得到不同工况、不同物性参数条件下的各种场量分布,分析粘弹流变性能参数和工艺参数对传统共挤出成型和气辅共挤出成型界面不稳定性的影响规律。 4、通过对传统共挤出与气辅共挤出成型过程对比,分析气辅共挤相对于传统共挤在界面稳定性上的优点。 5、通过实验对模拟结果进行验证。

关键词：气辅共挤出成型三维非等温数值模拟界面不稳定性粘弹性实验研究

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单螺杆挤出机屏障混炼元件结构优化及其混合特性研究

单螺杆挤出机屏障混炼元件结构优化及其混合特性研究

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作者：高岗华东理工大学

学位级别：硕士

单螺杆挤出机是塑料成型加工行业中应用最广泛的设备。然而,由于螺杆螺槽较深,对物料的剪切作用弱,混炼性能一般,尤其是分散混合性能较弱,限制了其发展和应用。三角槽屏障混炼元件作为一种具有剪切作用的屏障型元件,可以有效的实现物料... 详细信息

单螺杆挤出机是塑料成型加工行业中应用最广泛的设备。然而,由于螺杆螺槽较深,对物料的剪切作用弱,混炼性能一般,尤其是分散混合性能较弱,限制了其发展和应用。三角槽屏障混炼元件作为一种具有剪切作用的屏障型元件,可以有效的实现物料的混合、熔融和塑化。因此,对屏障型元件的混炼特性开展研究,开发新型高效的三角槽屏障混炼元件,对于改善和提高单螺杆挤出机的混炼效果、拓展其应用范围具有重要意义。本文设计和研发了不同结构的三角槽屏障混炼元件,并对混炼元件的三角槽形状、剪切棱宽度、剪切棱径向间隙以及螺杆转速等因素对流场特性和混炼效果的影响开展研究。作者运用POLYFLOW软件对混炼元件流场进行三维非等温数值模拟,利用相关参数对其流场特性和混炼效果进行分析表征,并借助于LLDPE/CaCO3混合实验对数值模拟的结果进行了验证,得到如下结论：(1)三角槽形状是影响混炼元件流场混炼效果的主要因素。等腰反向三角槽屏障混炼元件流场中熔体最高压力和剪切棱两侧的最大压差均高于其它三种结构混炼元件,流场的温升更高,物料在流场中受到的破碎和磨蚀作用最强,共混物中CaCO3颗粒的平均粒径最小,拉伸强度最高;(2)剪切棱宽度和剪切棱径向间隙也对混炼元件流场的混炼效果有重要影响。剪切棱宽度为5mmm、剪切棱径向间隙为2mm的三角槽屏障混炼元件对物料的剪切作用最强,分散混合作用最好,共混物中CaCO3颗粒的平均粒径最小,拉伸强度最高;(3)适当提高螺杆转速可以有效地增强三角槽屏障混炼元件的混合能力,减小共混物中CaCO3颗粒的平均粒径,提高混炼元件的总体混炼效果。

关键词：单螺杆挤出机三角槽屏障混炼元件三维非等温数值模拟混炼特性

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